1.光学显微镜(以下简称光镜)使用可见光作为光源，而电子显微镜(以下简称电镜)利用高能短波长电子束代替可见光。
2.放大倍数不同，光镜一般最大能放大到2000倍，电镜则可高达数十万倍。
3.光镜的聚焦镜使用光学学镜片，电镜则使用电磁透镜。
4.光镜仅能观察到表面微细结构，电镜可获取晶体结构、微细组织、化学组成、电子分布情况等。
5.成像系统不同。光学显微镜只能看到细胞和部分细胞器，如线粒体和叶绿体，但只能看到其存在，看不到细胞器的具体结构(如叶绿体的基粒、线粒体的脊就不能看到)。电子显微镜可以看到细胞器的精细结构，甚至可以看到病毒这种最小生物的结构，更甚至可以看到大分子，如蛋白质。
